KR101809980B1 - 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기 - Google Patents

이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 관한 것으로, 그 목적은 여과탱크의 하부로 이동하는 모래와 여과탱크의 내부로 분사되는 원수를 여과탱크의 내부로 고르게 분산시켜 원수의 여과효율을 높일 수 있도록 한 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 내부에 모래층이 형성된 여과탱크; 상기 여과탱크의 내부로 원수를 유입시키는 유입관; 상기 여과탱크의 중심부에 수직하게 형성된 리프트관; 상기 리프트관의 상단부에 형성된 세정수 챔버; 상기 세정수 챔버로부터 여과탱크의 외부로 연장되게 형성된 세정수 배출관; 상기 여과탱크의 내측 하부에 설치되며, 상단부가 원추형의 형태로 형성된 안내구조체; 및 상기 안내구조체의 원추형 상단부에 대응하여 원추형의 형태로 이루어지며, 상면이 여과탱크의 내부에서 하강하는 모래와 마주하면서 모래를 360도 전방향으로 분산시키도록 안내구조체의 상부에 배치되되, 상기 유입관과 연결되고, 유입관을 통해 공급되는 원수를 여과탱크의 내부에서 360도 전방향으로 분산시키기 위한 분산공간을 안내구조체의 원추형 상단부와 함께 형성하도록 저면이 안내구조체의 상면으로부터 이격되게 배치되어 안내구조체와 함께 이중분산구조를 형성하는 분산콘;을 포함하되, 상기 분산콘은 원주방향으로 볼록한 돌출부와 오목한 홈부가 반복적으로 연속되면서 파형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기를 제공한다.

Description

이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기{Upflow sand filter including a dual dispersion structure}
본 발명은 이동상 상향류식 모래여과기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여과기의 내부로 유입되는 원수와 여과기의 내부에서 하강하는 모래를 여과기의 내부에서 360도 전방향에 대해 균일하게 분산시켜 원수의 여과효율을 높일 수 있도록 한 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 관한 것이다.
일반적으로 상향류식 모래여과기는 모래를 여재로 이용하여 오염된 물을 여과하는 여과기로서, 원수의 여과와 동시에 모래를 연속적으로 세정할 수 있는 장점으로 인하여 각종 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래 이동상 상향류식 모래여과기의 구조도이다.
종래 이동상 상향류식 모래여과기는 내부에 모래층이 형성되고 상단부로 여과된 물이 배출되도록 이루어진 여과탱크(10)와, 상기 여과탱크(10)의 내부로 연장되게 설치되어 모래층의 내부로 원수를 유입시키는 유입관(20)과, 상기 유입관(20)의 단부에 설치되어 유입관(20)을 통해 여과탱크(10)로 유입되는 원수를 모래층의 내부에 분사하는 디스트리뷰터(30)와, 상기 여과탱크(10) 하부의 오염된 모래를 공기의 압력을 이용하여 여과탱크(10)의 상단부로 상승시키도록 여과탱크(10)의 중심부에 수직하게 마련된 에어리프트관(40)과, 상기 에어리프트관(40)의 상단부에 형성되어 상승하는 모래를 제공받는 세정수 챔버(50)와, 상기 세정수 챔버(50)로부터 외부로 연장되게 형성된 세정수 배출관(60)과, 상기 세정수 챔버(50)의 하부에 설치되어 세정수 챔버(50)의 모래를 낙하시키면서 세정하는 모래세정부(70)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 이동상 상향류식 모래여과기는 유입관(20)을 통해 유입되는 원수가 디스트리뷰터(30)를 통해 모래층의 내부에서 분사된 후, 상부로 이동하는 과정에서 이물질이 모래에 의해 여과되며, 이물질의 부착으로 인해 오염된 모래는 에어리프트관(40)과 세정수 챔버(50) 및 모래세정부(70)를 순환하면서 세정된 후 다시 사용된다.
한편, 상기 디스트리뷰터(30)는 여러 개의 가지관이 방사형의 구조로 형성되어 유입관을 통해 유입되는 원수를 모래층의 여러 부분으로 분사하도록 구성되어 있으나, 각각의 가지관을 통해 분사되는 원수가 주변으로 충분하게 확산되지 못한 상태에서 그대로 상승함에 따라 가지관과 가지관의 사이 상하부로 여과작용이 이루어지지 않는 데드존이 형성되면서 여과효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
도 2는 종래 또 다른 구조의 이동상 상향류식 모래여과기의 구조도이다.
도 2에 도시된 이동상 상향류식 모래여과기는 여과탱크의 내부에서 하강하는 모래를 분산시키는 원추형의 분배기(80)를 포함하고 있으며, 상기 원추형의 분배기(80)는 다수의 원수분배관(81)을 통해 원수의 유입이 이루어지는 곳에 위치하면서 모래를 분산시켜 모래와 원수의 효과적인 접촉이 이루어지나, 구조적으로 리프트관이 여과탱크 내부에 설치되지 못하는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-0501522호(2005.07.18.공고) 공개실용신안공보 제1998-065429호(1998.11.25.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 여과탱크의 하부로 이동하는 모래와 여과탱크의 내부로 분사되는 원수를 여과탱크의 내부로 고르게 분산시켜 원수의 여과효율을 높일 수 있도록 한 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 내부에 모래층이 형성되고 상단부로 여과된 물이 배출되도록 이루어진 여과탱크; 상기 여과탱크의 외부로부터 내부로 연장되게 설치되어 모래층의 내부로 원수를 유입시키는 유입관; 상기 여과탱크 하부의 오염된 모래를 여과탱크의 상부로 상승시키도록 여과탱크의 중심부에 수직하게 형성된 리프트관; 상기 리프트관의 상단부에 형성된 세정수 챔버; 상기 세정수 챔버로부터 여과탱크의 외부로 연장되게 형성된 세정수 배출관; 상기 여과탱크의 내측 하부에 설치되며, 상단부가 원추형의 형태로 형성된 안내구조체; 및 상기 안내구조체의 원추형 상단부에 대응하여 원추형의 형태로 이루어지며, 상면이 여과탱크의 내부에서 하강하는 모래와 마주하면서 모래를 360도 전방향으로 분산시키도록 안내구조체의 상부에 배치되되, 상기 유입관과 연결되고, 유입관을 통해 공급되는 원수를 여과탱크의 내부에서 360도 전방향으로 분산시키기 위한 분산공간을 안내구조체의 원추형 상단부와 함께 형성하도록 저면이 안내구조체의 상면으로부터 이격되게 배치되어 안내구조체와 함께 이중분산구조를 형성하는 분산콘;을 포함하되, 상기 분산콘은 원주방향으로 볼록한 돌출부와 오목한 홈부가 반복적으로 연속되면서 파형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기를 제공한다.
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한편 상기 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 있어서, 상기 리프트관은 안내구조체를 수직방향으로 관통하면서 여과탱크의 하부로 연장되게 형성될 수 있다.
한편 상기 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 있어서, 상기 세정수 배출관은, 상기 세정수 챔버로 유입되는 모래의 세정에 사용된 세정수를 배출하는 1차 배출관; 및 상기 세정수 챔버로부터 낙하하는 모래의 세정에 사용된 세정수를 배출하는 2차 배출관;으로 구성되며, 상기 2차 배출관은 원수탱크로 연결되어 2차 세정수의 순환이 이루어지도록 구성될 수 있다.
한편 상기 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 있어서, 상기 유입관을 통해 여과탱크의 내부로 유입되는 원수의 농도를 감지하는 감지수단; 및 상기 감지수단에서 검출되는 원수의 농도에 따라 리프트관으로 공급되는 공기량을 조절하는 제어기;가 더 포함될 수 있다.
한편 상기 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기에 있어서, 상기 감지수단은, '∩' 형상으로 이루어지되, 일측단이 유입관에 연결되고, 타측단이 세정수 배출관에 연결되어 유입관을 통해 유입되는 원수의 농도에 따라 내부의 수위가 변동되는 수두관; 및 상기 수두관의 수위 변화를 감지하여 원수를 농도를 측정하는 센서;로 구성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 여과탱크의 내부에서 하강하는 모래는 분산콘의 상면을 타고 흘러내리면서 분산콘을 중심으로 360도 전방향으로 균일하게 분산되고, 여과탱크의 내부로 유입되는 원수는 분산콘과 안내구조체의 사이에 형성된 분산공간을 통해 360도 전방향으로 균일하게 분산되면서 모래층으로 분출되므로, 데드존이 형성되지 않고 전체 영역에서 모래와 원수의 균일한 접촉을 유도하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 파형구조로 형성된 분산콘에 의하면, 돌출부가 형성된 부분의 유로 면적과 홈부가 형성된 부분의 유로 면적이 상이하고, 이에 따라 모래가 하강하는 위치 그리고 원수가 유입되는 위치에 따라 속도에 차이가 발생되면서 모래의 막힘없는 하강을 유도할 수 있으며, 수질부하가 높은 경우에도 모래의 안정적인 유동이 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 2차 배출관을 통해 배출되는 상대적으로 오염이 덜 발생된 2차 세정수를 원수탱크로 순환시킴으로서 일부 세정수의 재사용을 통해 세정수의 절감이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 종래 상향류식 모래여과기의 구조도,
도 2 는 종래 또 다른 구조의 상향류식 모래여과기의 구조도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류식 모래여과기의 구조도,
도 4 는 본 발명에 따른 리프트관의 하단부 구조를 보인 상세도,
도 5 는 본 발명에 따른 세정수 챔버와 세정수 배출관의 구조를 보인 상세도,
도 6 은 본 발명에 따른 안내구조체와 분산콘의 구조를 보인 상세도,
도 7 은 본 발명에 따른 안내구조체와 분산콘의 구조를 보인 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향류식 모래여과기의 구조도를, 도 4는 본 발명에 따른 리프트관의 하단부 구조를 보인 상세도를, 도 5는 본 발명에 따른 세정수 챔버와 세정수 배출관의 구조를 보인 상세도를, 도 6은 본 발명에 따른 안내구조체와 분산콘의 구조를 보인 상세도를, 본 발명에 따른 안내구조체와 분산콘의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 상향류식 모래여과기는 모래와 원수를 여과탱크(110)의 내부에서 특정방향에 국한되지 않고 360도 전방향으로 균일하게 분산시켜 모래와 원수가 모든 영역에서 균일하게 접촉할 수 있도록 한 특징을 갖는 것으로, 여과탱크(110), 유입관(120), 리프트관(130), 세정수 챔버(140), 세정수 배출관(150), 안내구조체(160), 분산콘(170)을 포함한다.
상기 여과탱크(110)는 원통형의 구조로서 수직한 자세를 갖도록 구성되며, 내부에 모래층이 형성되고, 상단부 일측에는 여과된 물의 배출을 위한 월류벽(111)이 형성된다.
이러한 여과탱크(110)는 하강하는 모래가 중심부로 모여들 수 있도록 하단부가 원추형의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유입관(120)은 원수탱크(100)의 원수를 여과탱크(110)의 내부로 공급하는 것으로, 원수탱크(100)로부터 여과탱크(110)의 내부로 연장되는 구조를 갖도록 설치된다.
이러한 유입관(120)은 원수탱크(100)로부터 여과탱크(110)의 상단부로 이어지는 제1연장부(121)와, 상기 제1연장부(121)로부터 여과탱크(110)의 내측 중앙부로 연장되는 제2연장부(122)와, 상기 리프트관(130)과의 사이에 원수의 공급을 위한 유로가 형성되도록 리프트관(130)을 감싸 이중관의 구조를 형성하되 제2연장부(122)로부터 수직 하부 방향으로 연장되어 분산콘(170)에 연결되는 이중관부(123)로 구성된다.
이와 같은 유입관(120)에 의하면 여과탱크(110)의 상단부로부터 내부로 유입되는 원수는 이중관부(123)와 리프트관(130)의 사이에 형성되는 공간을 통해 하향 유동하면서 분산콘(170)으로 공급된다.
상기 리프트관(130)은 여과탱크(110)의 하부에 있는 모래가 여과탱크(110)의 상부로 이동하는 통로를 제공하는 것으로, 여과탱크(110)의 중앙부에서 수직한 자세를 갖도록 설치된다.
이러한 리프트관(130)은 안내구조체(160)의 하부에 위치한 모래를 유입할 수 있도록 하단부가 안내구조체(160)를 관통하여 안내구조체(160)의 하부로 돌출되거나 노출되는 구조를 갖도록 설치되며, 유입되는 모래가 세정수 챔버(140)의 내부로 공급될 수 있도록 상단부가 세정수 챔버(140)의 내부로 연장되게 설치된다.
한편, 상기 리프트관(130)의 하단부 내주면에는 리프트관(130)의 길이방향을 따라 나선형의 돌기(1433,1434) 또는 홈(131)이 더 형성되어 리프트관(130)의 내부로 유입되는 모래가 회전류를 형성하면서 상승하도록 유도하게 된다.
참고로, 리프트관(130)을 따라 상승하는 모래가 회전하면서 상승하게 될 경우, 모래의 원활한 상승을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 모래와 세정수의 활발한 접촉을 유도하여 모래의 세정효과도 높일 수 있는 이점이 있다.
아울러 상기 리프트관(130)의 하단부에는 다수의 공기유입구(132)가 형성되고, 그 주변으로 공기챔버(133)가 형성되며, 상기 공기챔버(133)에 공기주입관(134)이 연결된다.
따라서, 공기주입관(134)과 공기챔버(133) 및 공기유입구(132)를 통해 리프트관(130)의 내부로 분사되는 고압의 공기에 의해 모래의 유입 및 상승이 이루어지게 된다.
상기 세정수 챔버(140)는 리프트관(130)에 의해 상승된 모레를 제공받아 세정한 후, 세정된 모래는 다시 여과탱크(110)의 내부로 배출시키고, 세정수는 외부로 배출시키는 것이다.
이러한 세정수 챔버(140)는 리프트관(130)의 상단부에 직접 연결되어 리프트관(130)으로부터 배출되는 모래를 가장 먼저 투입받는 제1챔버(141)와, 상기 제1챔버(141)를 감싸는 구조를 갖도록 제1챔버(141)의 외측에 구성되어 제1챔버(141)의 하부로 배출되는 모래를 제공받는 제2챔버(142)와, 상기 제2챔버(142)의 하단부에 설치되며 굴곡진 형태의 유로를 형성하면서 모래와 제2챔버(142)로 유입되는 물의 접촉을 유도하는 세정유도체(143)로 구성된다.
한편, 상기 세정유도체(143)는 리프트관(130)에 고정되게 설치된 제1부재(1431)와, 상기 제1부재(1431)를 감싸되 제1부재(1431)로부터 이격되어 제1부재(1431)와의 사이에 모래 및 세정수의 유동을 위한 유로를 형성하도록 제1부재(1431)로부터 이격된 채로 제1부재(1431)를 감싸는 구조를 갖도록 제2챔버(142)의 내부에 설치된 제2부재(1432)로 구성되며, 상기 제1부재(1431)와 제2부재(1432)에 환형의 구조를 갖는 다수의 돌기(1433,1434)가 형성되어 제1부재(1431)와 제2부재(1432)의 사이에 굴곡진 유로가 형성된다.
상기 세정수 배출관(150)은 세정수 챔버(140)의 세정수를 여과탱크(110)의 외부로 배출하는 것으로, 1차 배출관(151)과 2차 배출관(152)으로 구성된다.
상기 1차 배출관(151)은 제1챔버(141)로부터 여과탱크(110)의 외부로 연장되게 설치되어 제1챔버(141)의 세정수를 외부로 배출하도록 구성되고, 상기 2차 배출관(152)은 제2챔버(142)로부터 원수탱크(100)로 연장되게 설치되어 제2챔버(142)의 세정수를 원수탱크(100)로 배출하도록 구성된다.
참고로, 상기 제1챔버(141)의 세정수는 리프트관(130)을 통해 모래와 함께 유동하는 과정에서 모래로부터 분리되는 많은 오염물질을 포함하고, 더불어 리프트관(130)의 상단부로부터 제1챔버(141)로 낙하하는 과정에서 모래로부터 분리되는 많은 오염물질을 포함하는 관계로 제2챔버(142)의 세정수 보다 오염이 심각하다.
따라서, 상대적으로 오염이 심한 제1챔버(141)의 세정수는 그대로 외부로 배출하고, 상대적으로 오염이 덜한 제2챔버(142)의 세정수는 원수탱크(100)로 반환하여 원수와 함께 여과탱크(110)로 다시 유입되도록 함으로써 외부로 배출되는 세정수의 양의 줄일 수 있게 된다.
한편, 상기 2차 배출관(152)은 원수탱크(100)에 직접 연결되거나, 별도의 임시저장조(101)로 연결되어 임시저장조(101)로 세정수를 배출하도록 하고, 임시저장조(101)에 저장된 세정수를 펌프(102)를 이용하여 원수탱크(100)에 공급하도록 구성될 수도 있다.
상기 안내구조체(160)는 분산콘(170)과 함께 원수의 분산구조를 형성하는 것으로, 여과탱크(110)의 내측 하부에 위치하도록 설치되며, 상단부가 원추형의 형태로 형성된 것으로 구성된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안내구조체(160)는 전체적으로 마름모 형태의 단면을 갖도록 구성되며, 여과탱크(110)의 내부에 수직한 자세로 설치되는 리프트관(130)이 중앙부를 관통하도록 설치된다.
상기 분산콘(170)은 여과탱크(110)의 내부에서 하강하는 모래 그리고 유입관(120)을 통해 여과탱크(110)의 내부로 유입되는 원수를 360도 전방향으로 균일하게 분산시켜 모래와 원수가 전체 영역에서 균일하게 접촉되게 하는 것으로, 안내구조체(160)의 상부에 배치되며, 유입관(120)의 하단부와 연결되어 유입관(120)을 통해 공급되는 원수를 제공받도록 구성된다.
한편, 상기 분산콘(170)은 안내구조체(160)의 원추형 상단부에 대응하여 원추형의 형태로 이루어지며, 저면(170a)이 안내구조체(160)의 상면으로부터 이격되어 안내구조체(160)와 분산콘(170)의 사이에 원수가 유동하는 분산공간(173)이 형성되도록 구성된다.
따라서, 유입관(120)을 통해 분산콘(170)으로 공급되는 원수는 분산콘(170)과 안내구조체(160)의 사이에 형성된 분산공간(173)을 통해 유동하면서 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 분산된다.
이처럼 안내구조체(160)의 위에 설치되는 분산콘(170)의 상면(170b)은 여과탱크(110)의 내부에서 하강하는 모래와 마주하면서 모래를 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 분산시키는 기능을 제공하게 된다.
이러한 분산콘(170)은 원주방향으로 볼록하게 상부로 돌출된 돌출부(171)와 오목하게 함몰된 홈부(172)가 반복적으로 연속되면서 전체적으로 파형의 형태를 이루도록 구성될 수도 있다.
한편, 상기와 같이 파형의 형태를 갖는 분산콘(170)의 경우, 돌출부(171)가 형성된 부분의 유로 면적(안내구조체(160)와 분산콘(170)의 사이에 형성되는 공간의 면적)이 홈부(172)가 형성된 유로 면적 보다 크게 되며, 이에 따라 분산공간(173)을 유동하는 원수의 위치에 따라 유량 및 유속에 차이가 발생된다.
마찬가지로, 분산콘(170)의 상면을 타고 하강하는 모래의 경우도 돌출부(171)와 홈부(172)에서 서로 다른 속도로 이동하게 된다.
이처럼 분산콘(170)의 상면을 타고 흘러내리는 모래의 속도가 돌출부(171)와 홈부(172)에서 서로 다르게 형성되면 수질부하에 의한 모래의 막힘 현상이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 분산공간(173)으로부터 모래층으로 분사되는 원수를 모래층의 내부로 보다 효과적으로 유입시킬 수 있게 된다.
또한, 판형의 형태를 갖는 분산콘(170)은 평탄한 형태로 이루어진 분산콘 보다 전단강도가 크므로, 분산콘(170)의 내구성을 향상시키는 부가적으로 효과도 기대할 수 있다.
상기와 같이 구성된 상향류식 모래여과기에 있어서, 유입관(120)을 통해 여과탱크(110)의 내부로 유입되는 원수의 농도를 감지하는 감지수단(180)과, 상기 감지수단(180)에서 검출되는 원수의 농도에 따라 리프트관(130)으로 공급되는 공기량을 제어하는 제어기(190)가 더 포함될 수 있다.
한편, 상기 감지수단(180)은 '∩' 형상으로 이루어지며, 일측단이 유입관(120)에 연결되고, 타측단이 2차 배출관(152)에 연결되어 유입관(120)으로 유입되는 원수의 농도에 따라 내부 수위가 변화하도록 이루어진 수두관(181)과, 상기 수두관(181)에 직접 설치되거나 수두관(181)의 인접한 곳에 위치하도록 설치되어 수두관(181) 내의 수위 변화를 감지하는 센서(182)로 구성될 수 있다.
참고로, 상기와 같이 유입관(120)과 2차 배출관(152)을 연결하도록 설치된 수두관(181)의 내부 수위는 원수의 농도에 비례하여 높아지거나 낮아지게 된다. 이는 원수의 농도 입자가 많을 경우에는 모래입자 사이를 통과하면서 모래층을 막기 때문에 서서히 차압이 발생하여 수두관의 수위가 높아지게 되며, 반대로 농도입자가 적을 경우에는 차압이 적게 발생하여 수두관의 수위가 낮아지게 된다.
한편, 상기 센서(182)는 수두관(181)의 내부 수위에 따라 상하로 이동하는 부유체를 위치를 감지하는 방식, 또는 다수의 센서를 상하방향으로 배치하여 수두관(181)의 수위 변화를 감지하는 방식 등, 일반적으로 널리 사용되고 있는 다양한 방식의 수위레벨센서를 선택하여 구성될 수 있다.
상기 제어기(190)는 콤프레서(191)로부터 공기챔버(133)로 연결되는 관로(134) 상에 설치된 밸브(192)의 개도를 감지수단(180)에서 감지되는 원수의 농도에 따라 제어하도록 구성될 수 있다.
참고로, 상기 제어기(190)는 감지수단(180)에서 감지되는 원수의 농도가 증가할 경우, 리프트관(130)으로 공급되는 공기량을 증가시키도록 상기 밸브(192)의 개도를 제어하게 된다.
이처럼 원수의 농도에 따라 리프트관(130)으로 공급되는 공기량을 제어함으로서, 유입농도 변화에 맞게 모래 이송량도 자체적으로 변화하므로, 여과작용이 원활히 이루어지어 모래여과기의 단점인 데드존 형성을 막을 수 있으며, 장시간 운영시 모래여재의 마모상태도 수두차로 감지하여, 여재 교체 시점을 파악할 수 있는 효율적인 관리를 기대할 수 있으며, 상기와 같은 감지수단(180)과 제어기(190)의 추가를 통해 원수유입 부하변동에 따라 자동으로 여과속도를 변환시키도록 하는 무인운전 시스템이 구축이 가능하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 상향류식 모래여과기는 원수탱크(100)에 저장된 원수는 중력 또는 펌프의 압력에 의해 유동하면서 분산콘(170)으로 공급되며, 안내구조체(160)의 상단부와 분산콘(170)의 사이에 형성된 분산공간(173)을 통해 모래층의 내부로 분출된다.
한편, 상기 안내구조체(160)의 상단부와 분산콘(170)은 원추형의 형태로 형성되므로, 안내구조체(160)와 분산콘(170)의 사이에 형성된 분산공간(173)을 통해 유동하는 원수는 분산공간(173)을 통해 아래로 유동하면서 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 분산된다.
따라서, 원수가 분출되지 않아 원수와 모래의 접촉이 이루어지지 않는 데드존은 형성되지 않는다.
아울러, 상기 분산공간(173)을 통해 유동하는 원수는 돌출부(171)와 홈부(172)에서 서로 다른 속도로 유동하면서 모래층으로 분출되므로, 분산콘(170)의 주변에서 모래와 원수의 효과적인 교반을 통해 모래와 원수의 접촉효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 안내구조체(160)의 하부에 위치하는 모래는 리프트관(130)에 형성되는 부압에 의해 리프트관(130)으로 유입되며, 리프트관(130)의 내부로 공급되는 공기에 의해 상부로 유동하여 세정수 챔버(140)로 이동하게 된다.
이처럼 안내구조체(160) 하부의 모래가 세정수 챔버(140)로 수송됨에 따라 여과탱크(110) 내부의 모래를 안내구조체(160)의 하부를 채우기 위하여 하강하게 되며, 이처럼 하강하는 모래는 원추형의 형태로 이루어진 분산콘(170)의 상면을 따라 안내되어 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 분산된다.
이와 같이 모래와 원수를 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 분산시킴으로서 모래층의 전체영역에서 모래와 원수의 안정적으로 접촉을 통해 원수의 여과효율을 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 분산콘(170)의 상면을 타고 흘러내리는 모래는 분산콘(170)의 돌출부(171)와 홈부(172)에서 서로 다른 속도의 흐름을 형성하게 되므로, 결국 분산콘(170)의 상면을 타고 흘러내리는 모래는 2가지의 흐름을 형성하면서 360도 전방향으로 분산된다.
이처럼 모래가 하강하는 위치에 따라 속도가 다르기 때문에 수질부하에 의한 모래의 막힘 현상을 방지할 수 있게 된다.
한편, 세정수 챔버(140)로 유입되는 모래는 제1챔버(141)로 유입되고, 제1챔버(141)로 모래가 유동하는 과정 그리고 리프트관(130)의 상단부로부터 제1챔버(141)로 낙하하여 유입되는 과정에서 모래에 흡착된 상당량의 오염물질이 분리되고, 이처럼 분리되는 오염물질에 의해 오염된 1차 세정수는 1차 배출관(151)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 제1챔버(141)로부터 하강하는 모래는 제2챔버(142)로 유입되며, 제2챔버(142)의 하단부에 마련된 세정유도체(143)에 형성된 유로를 통해 하강하는 과정에서 모래층으로부터 용출되어 세정유도체(143)의 내부로 유입되는 물과 접촉하면서 세정된 후 모래층으로 낙하하여 원수의 여과에 재사용된다.
이와 같은 과정을 통해 모래의 세정에 사용된 후, 제2챔버(142)로 유입되는 세정수는 2차 배출관(152)을 통해 배출되며, 상대적으로 오염이 덜 발생된 2차 세정수는 원수탱크(100)로 공급되어 원수와 함께 유입관(120)을 통해 다시 유입된다.
따라서, 상향류식 모래여과기로부터 배출되는 세정수의 양을 줄일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 상향류식 모래여과기는 안내구조체(160)와 분산콘(170)이 형성하는 이중분산구조를 통해 모래와 원수를 분산콘(170)을 중심으로 360도 전방향으로 균일하게 분산시켜 모래층에 의한 원수의 여과효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 원수탱크 110: 여과탱크
120: 유입관 130: 리프트관
140: 세정수 챔버 150: 세정수 배출관
151: 1차 배출관 152: 2차 배출관
160: 안내구조체 170: 분산콘
171: 돌출부 172: 홈부
180: 감지수단 181: 수두관
182: 센서 190: 제어기

Claims (6)

  1. 내부에 모래층이 형성되고 상단부로 여과된 물이 배출되도록 이루어진 여과탱크;
    상기 여과탱크의 외부로부터 내부로 연장되게 설치되어 모래층의 내부로 원수를 유입시키는 유입관;
    상기 여과탱크 하부의 오염된 모래를 여과탱크의 상부로 상승시키도록 여과탱크의 중심부에 수직하게 형성된 리프트관;
    상기 리프트관의 상단부에 형성된 세정수 챔버;
    상기 세정수 챔버로부터 여과탱크의 외부로 연장되게 형성된 세정수 배출관;
    상기 여과탱크의 내측 하부에 설치되며, 상단부가 원추형의 형태로 형성된 안내구조체; 및
    상기 안내구조체의 원추형 상단부에 대응하여 원추형의 형태로 이루어지며, 상면이 여과탱크의 내부에서 하강하는 모래와 마주하면서 모래를 360도 전방향으로 분산시키도록 안내구조체의 상부에 배치되되, 상기 유입관과 연결되고, 유입관을 통해 공급되는 원수를 여과탱크의 내부에서 360도 전방향으로 분산시키기 위한 분산공간을 안내구조체의 원추형 상단부와 함께 형성하도록 저면이 안내구조체의 상면으로부터 이격되게 배치되어 안내구조체와 함께 이중분산구조를 형성하는 분산콘;을 포함하되,
    상기 분산콘은 원주방향으로 볼록한 돌출부와 오목한 홈부가 반복적으로 연속되면서 파형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 리프트관은 안내구조체를 수직방향으로 관통하면서 여과탱크의 하부로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 세정수 배출관은,
    상기 세정수 챔버로 유입되는 모래의 세정에 사용된 세정수를 배출하는 1차 배출관; 및 상기 세정수 챔버로부터 낙하하는 모래의 세정에 사용된 세정수를 배출하는 2차 배출관;으로 구성되며,
    상기 2차 배출관은 원수탱크로 연결되어 2차 세정수의 순환이 이루어지게 한 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입관을 통해 여과탱크의 내부로 유입되는 원수의 농도를 감지하는 감지수단; 및
    상기 감지수단에서 검출되는 원수의 농도에 따라 리프트관으로 공급되는 공기량을 조절하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 감지수단은,
    '∩' 형상으로 이루어지되, 일측단이 유입관에 연결되고, 타측단이 세정수 배출관에 연결되어 유입관을 통해 유입되는 원수의 농도에 따라 내부의 수위가 변동되는 수두관; 및
    상기 수두관의 수위 변화를 감지하여 원수를 농도를 측정하는 센서;로 구성된 것을 특징으로 하는 이중분산구조를 포함하는 이동상 상향류식 모래여과기.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991008818A1 (en) * 1989-12-08 1991-06-27 Haakanson Sven Anders Samuel Apparatus for filtration of liquid

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